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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:林昭弘
研究生(外文):Chao-Hung Lin
論文名稱:摻釕鈦酸鋇單晶之光學與光折變性質
論文名稱(外文):The Optical and Photorefractive Properties of Ru-doped Barium Titanate Single Crystals
指導教授:張正陽張正陽引用關係
指導教授(外文):Jeng-Yang Chang
學位類別:碩士
校院名稱:國立中央大學
系所名稱:光電科學研究所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:63
中文關鍵詞:黑暗導電率雙波混合鈦酸鋇光折變
外文關鍵詞:photorefractivebarium titanateRuBaTiO3dark conductivitytwo-beam coupling
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日益成熟的光折變理論,帶動光折變技術廣泛地應用在光資訊處理、類神經網路及光資訊儲存等領域。然而由於光折變材料的發展困難,以致於無法提供理想的材料供研究使用。尋找能量增益係數高、反應速度快和具有適當光扇效應的光折變材料成了目前的研究所期盼的重點之一。
因此,在本實驗中,製作了不同摻雜濃度的摻釕鈦酸鋇單晶,探討摻入釕雜質之後,晶體的光學與光折變性質隨不同入射光波長變化的情形,並嘗試找出晶體內部能階的分佈,企圖能夠尋找出製造反應速度與能量增益皆適當之晶體的方法。
摻釕鈦酸鋇單晶為紅色晶體,藍紫光區較敏感,雙波混合能量增益係數大,弱光速度快,強光速度不慢,主要載子型態為電洞,具有很大的黑暗導電率。本晶體具有適用於藍光以及弱光速度與強光速度差不多的特點,有助於應用在影像處理與存取。黑暗導電率較大的特點,若與氧化還原氣氛處理配合,可望有助於簡化晶體之製程。


BaTiO3 crystals are important photorefractive materials due to their self-pumped phase-conjugation and large electro-optic coefficient. High gain, fast response time and proper beam fanning BaTiO3 crystals are desirable. We fabricated photorefractive BaTiO3:Ru single crystals and then investigated their optical and photorefractive properties. In as-grown Ru-doped BaTiO3 single crystals, the absorption peak is around 450nm. The dark conductivity is dominant in the crystal and much greater than the photo conductivity with a low intensity pumping beam.


圖表索引 ………………………………………………………VI
第一章前言 …………………………………………………1
第二章理論介紹 ……………………………………………3
2.1.引言 …………………………………………………3
2.2.單載子單能階模型 …………………………………5
2.3.雙載子單能階模型 …………………………………11
2.4.單載子雙能階模型 …………………………………13
2.4.1.空間電場與入射光強度的關係 ……………………14
2.4.2.光導電與入射光強度的關係 ………………………16
2.4.3.光柵吸收率 …………………………………………18
2.4.4.黑暗衰減 ……………………………………………19
2.5.Three-charge state model ………………………19
2.5.1.空間電場 ……………………………………………22
2.5.2.光致吸收 ……………………………………………24
第三章摻釕鈦酸鋇單晶之製作 ……………………………29
3.1.前言 …………………………………………………29
3.2.鈦酸鋇單晶之相變 …………………………………29
3.3.鈦酸鋇晶體製程 ……………………………………30
3.3.1.長晶 …………………………………………………30
3.3.2.定向與切割 …………………………………………31
3.3.3.氣氛處理 ……………………………………………31
3.3.4.研磨與蝕刻 …………………………………………32
3.3.5.極化與拋光 …………………………………………32
第四章光學性質 ……………………………………………35
4.1.前言 …………………………………………………35
4.2.吸收光譜 ……………………………………………35
4.2.1簡介 …………………………………………………36
4.2.2實驗架設 ……………………………………………37
4.2.3.實驗結果 ……………………………………………37
第五章光折變性質 …………………………………………40
5.1.前言 …………………………………………………40
5.2.雙波混合 ……………………………………………40
5.2.1.簡介 …………………………………………………40
5.2.2.實驗架設 ……………………………………………41
5.2.3.實驗結果 ……………………………………………42
5.3.黑暗衰減 ……………………………………………44
5.3.1.簡介 …………………………………………………44
5.3.2.實驗架設 ……………………………………………44
5.3.3.實驗結果 ……………………………………………45
5.4.光致衰減 ……………………………………………45
5.4.1.簡介 …………………………………………………45
5.4.2.實驗架設 ……………………………………………46
5.4.3.實驗結果 ……………………………………………46
第六章結論 …………………………………………………51
參考文獻 ………………………………………………………53
圖表索引
圖2-1光折變效應物理機制 ………………………………………25
圖2-2單載子單能階模型 …………………………………………26
圖2-3雙載子單能階模型 …………………………………………26
圖2-4單載子雙能階模型 …………………………………………27
圖2-5three-charge state model ………………………………27
圖2-6three-charge state model ………………………………28
圖3-1長晶爐架構 …………………………………………………33
圖3-2摻釕鈦酸鋇晶體 ……………………………………………34
表4-1摻釕鈦酸鋇單晶實驗樣本資料 ……………………………35
圖4-1吸收光譜架構 ………………………………………………38
圖4-2吸收光譜結果 ………………………………………………39
圖5-1雙波混合實驗架構 …………………………………………48
圖5-2雙波混合實驗數據 …………………………………………48
圖5-3黑暗衰減實驗架構 …………………………………………49
圖5-4黑暗衰減實驗數據 …………………………………………49
圖5-5光致衰減實驗架構 …………………………………………50
圖5-6光致衰減實驗數據 …………………………………………50


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